专题06 原子核（四川专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期末真题分类汇编

专题06 原子核 核心归纳 一、原子核的衰变　半衰期 1．α衰变和β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X→Y＋He X→Y＋e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个He射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 2H＋2n→He n→H＋e 匀强磁场中轨迹形状 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 注意：原子核衰变是原子核内部质子与中子的变化，与原子核外的电子无关。1个质子也可以变成1个中子放出正电子。 2．衰变次数的计算方法 先根据质量数守恒确定α衰变次数，再根据电荷数守恒确定β衰变次数。 3．对半衰期的理解 (1)根据半衰期的概念，可总结出公式 N余＝，m余＝ 式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。 (2)适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变。 二、裂变、聚变、核反应类型及核反应方程 1．几种常见的核反应分类及比较 类型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U→Th＋He β衰变 自发 Th→Pa＋e 人工转变 人工控制 N＋He→O＋H (卢瑟福发现质子) He＋Be→C＋n (查德威克发现中子) Al＋He→P＋n 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 P→Si＋e 重核裂变 比较容易进行人工控制 U＋n→Ba＋Kr＋3n U＋n→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H→He＋n 2．核反应方程式的书写 (1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等。 (2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒。 (3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 放射性元素的衰变 1．(23-24高二下·四川攀枝花·期末)2024年4月20日，碳14靶件从秦山核电站重水堆机组中成功抽出，这是中国首次利用核电商用堆批量生产碳14同位素，中国也从此彻底破解了国内碳14同位素依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。已知碳14的半衰期为5700±40年，则96g碳14大约经过多少时间后还剩下3g（　　） A．17100±120年 B．22800±160年 C．28500±200年 D．34200±240年 2．(23-24高二下·四川宜宾·期末)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是（　　） A．发生衰变的产物是 B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化 D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年 3．(23-24高二下·四川泸州·期末)下列现象中，与原子核内部变化无关的是（　　） A．α粒子散射现象 B．天然放射现象 C．α衰变现象 D．β衰变现象 4．(22-23高二下·四川成都·期末)近年来，广汉三星堆不断挖掘出重要文物，引起全球考古界的关注。考古学家们利用放射性元素的半衰期可以确定文物的年代，其衰变方程为，则（　　）    A．X核中的核子数是7个 B．升高温度可以加快的衰变 C．100个核经过2个半衰期后，还剩下25个 D．衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子 5．(22-23高二下·四川凉山州·期末)我们可以利用碳14测定化石地质年代，年代范围在7万年内。碳14半衰期是5730年，而且大部分是衰变，其衰变方程为：。下列说法正确的是（　　） A．X比多一个质子 B．粒子来自于原子核外部 C．含的化合物比单质衰变得慢些 D．2个经过5730年必有1个发生衰变 6．(22-23高二下·四川德阳高中·期末)2021年1月3日消息，诺贝尔奖的官方推特发布动态，居里夫人曾经使用过的笔记本，截止到目前仍然具有放射性，而放射性将会持续1500年。关于衰变和半衰期，下列说法正确的是（　　）    A．放射性元素的半衰期不仅与核内部本身因素有关，还与温度有关 B．衰变成要经过8次衰变和6次衰变 C．用化学反应改变放射性元素存在状态，可以改变半衰期，从而实现对衰变的控制 D．放射性元素氡（）的半衰期为3.8天，10个氡核经过3.8天的衰变剩余5个氡核 7．(22-23高二下·四川成都蓉城联盟·期末)碳14测年，又称“碳-14年代测定法”或“放射性碳定年法”，是根据碳14的衰变程度来计算出样品的大概年代的一种测量方法，这一原理通常用来测定古生物化石的年代，的衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．衰变方程中的X是电子 B．升高环境温度可以缩短的半衰期 C．与X的质量之和等于的质量 D．的中子数比的中子数少一个 8．(22-23高二下·四川成都蓉城名校联·期末)核电池又叫“放射性同位素电池”，已用于心脏起搏器和人工心脏，工业上常用钚（）的衰变制作核电池。钚（）在衰变过程中要释放光子，其衰变方程为，半衰期为88年。下列说法正确的是（　　） A．该衰变为衰变 B．若环境温度升高，则钚（）衰变得更快 C．经44年，16毫克的钚（）还能剩下4毫克 D．X原子核与原子核的总质量小于钚（）的质量 9．(21-22高二下·四川凉山州·期末)如图所示，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）一放射源P位于足够大的绝缘板AB上方，放射性物质为U，发生α衰变时，在纸面内向各个方向发射速率均为v的α粒子，α粒子在磁场中做半径为d的匀速圆周运动。生成物Th留在放射源中，P到AB的距离为d，不考虑粒子间的相互作用和α粒子的重力。则（　　） A．板上能被α粒子打到的区域长度是2d B．核反应方程为 C．α粒子到达板上的最短时间为 D．α粒子到达板上的最长时间为 10．(21-22高二下·四川南充·期末)某校学生在进行社会实践活动时，收集并列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线，见下表，下列结论正确的是（　　） 同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰期 钋210 α 138天 锶90 β 28年 钴60 γ 5年 碳13 β 5000年 锝90 γ 6小时 氡 α 3.8天 A．放射性疗法（放疗）是临床治疗肿瘤的一种方法，其利用的是β射线 B．若取100个钴60原子核，经10年后还剩下25个钴60原子核 C．将放射性元素钋210制成化合物后，放射性元素钋210的半衰期发生变化 D．临床上让患者口服用碳13作为示踪原子制成的尿素片，检测是否感染幽门螺旋杆菌 11．(21-22高二下·四川达州·期末)匀强磁场中一静止的钍核衰变成镤核，衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．衰变后镤核和X粒子的运动轨迹为两个内切圆 B．衰变后镤核的动量与X粒子的动量相同 C．X粒子的穿透力极强，但不具备电离本领 D．X粒子是核内部的X粒子受到外界激发而被挤出来的 12．(21-22高二下·四川成都蓉城高中教育联盟·期末)在核反应方程中，X代表的是（　　） A．粒子 B．粒子 C．质子 D．中子 13．(23-24高二下·四川德阳·期末)日本将100多万吨核污水从2023年8月24日开始逐步向海洋排放，计划排放30年。这种不负责任的行为造成环境、人类安全受到影响.核污水中含有大量的放射性物质，其中一种物质的核反应为，质量为的经过时间后剩余的质量为，其图像如图所示。下列说法正确的是（    ） A．X是 B．半衰期是30年 C．半衰期随着压强增大、温度升高而减小 D．的比结合能大于的比结合能 14．(22-23高二下·四川遂宁·期末)关于近代物理学的相关知识，下列说法正确的是（　　） A．衰变为要经过4次衰变和2次衰变 B．放射性元素发生衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子 C．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定 D．铋210的半衰期是5天，80个铋210原子核经过10天一定剩下20个铋210原子核 核裂变核聚变 15．(22-23高二下·四川遂宁·期末)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（X）发生了衰变放出了一个粒子。放射出的粒子（He）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒子的运动轨道半径为R，质量为m和电荷量为q。下面说法正确的是（　　）    A．衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图甲 B．新核Y在磁场中圆周运动的半径 C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 16．(22-23高二下·四川达州·期末)下列叙述中正确的是（　　） A．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，前者表明光子具有动量，后者表明光子具有能量 B．发生光电效应时，发出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比例关系 C．衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子 D．已知中子、质子和氘核的质量分别为，则氘核的结合能为（表示真空中的光速） 17．(21-22高二下·四川遂宁·期末)一个静止的铀核衰变为钍核，释放出一个粒子，已知铀核的质量为238.007u，钍核（其元素符号为Th）的质量为234.038u，粒子质量为3.897u，1u相当于931.5MeV，请完成以下问题： （1）写出核反应方程 （2）求此衰变过程释放的核能为多少MeV？（保留两位有效数字） 18．(21-22高二下·四川遂宁·期末)近代物理研究表明粒子的半衰期约为T=0.79，其衰变方程为或，其中粒子带正电，带电量的值与元电荷相同，介子不带电，介子带正电。某粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动，在某时刻粒子发生衰变，产物a沿图示圆轨道运动，轨迹半径为2R，产物b做直线运动（轨迹未画出）。下列说法正确的是（　　） A．根据图示轨迹可知粒子的衰变方式 B．粒子衰变产物的总质量比粒子质量大 C．衰变后瞬间产物a的动量方向与产物b的动量方向相反 D．粒子、产物a和产物b的动量大小之比为2：1：2 19．(21-22高二下·四川南充·期末)已知1L海水中可提取0.03g的氘（），氘核和氦核（）的质量分别为2.0141u和4.0026u，1u=931.5MeV，氘的摩尔质量为，。求： （1）1L海水中的氘全部聚变为氦，能释放出多少MeV的能量？ （2）1kg无烟煤完全燃烧释放的能量为，则1L海水中的氘全部聚变所放出的能量相当于多少kg的无烟煤燃烧所释放的能量？ 20．(23-24高二下·四川达州·期末)关于下列四幅图的说法错误的是（　　） A．图甲是链式反应示意图，原子弹就是利用重核裂变的链式反应制成的 B．图乙中氡的半衰期为3.8天，则经过7.6天后，氡的质量变为原来的四分之一 C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为α粒子运动轨迹 D．卢瑟福通过分析图丁中α粒子散射实验的结果，提出了原子核式结构模型 21．(22-23高二下·四川凉山州安宁河联盟·期末)下列释放核能的核反应方程，表述正确的有（　　） A．属于轻核聚变 B．属于β衰变 C．是α衰变 D．在核反应方程中，X表示的是质子 22．(22-23高二下·四川宜宾·期末)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（　　） A．核聚变的核反应燃料主要是铀235 B．核聚变反应过程中没有质量亏损 C．氘氚核聚变的核反应方程为 D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少 23．(22-23高二下·四川雅安·期末)党的二十大报告中提到，我国已经进入创新型国家行列，其中核电技术已经取得了重大成果。下列关于核能、核反应说法正确的是（　　） A．我国现有核电站是利用重核裂变反应输出能量 B．裂变反应释放大量能量，因此核反应前后质量数不守恒 C．重核与中等质量原子核相比，重核的结合能和比结合能都较大 D．核聚变反应在高温高压下才能发生，说明聚变反应过程吸收能量 24．(20-21高二下·四川广元·期末)科学家发现在月球上含有丰富的，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应方程式为。关于聚变下列表述正确的是（　　） A．聚变反应遵守能量守恒定律，不对外释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核 C．聚变反应没有质量亏损 D．目前大部分核电站都采用聚变反应来发电 25．(21-22高二下·四川资阳·期末)关于核反应下列说法正确的是（　　） A．核反应方程属于轻核聚变 B．氢弹是利用重核裂变制成的核武器 C．铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次衰变和6次衰变 D．原子核发生一次衰变，该原子核外就失去一个电子 26．(21-22高二下·四川成都·期末)太阳内部发生着多种热核反应，其中的一个反应方程是：，关于X，说法正确的是（　　） A．X为质子，由卢瑟福发现 B．X为中子，由查德威克发现 C．X为电子，由汤姆逊发现 D．X为正电子，由约里奥·居里夫妇发现 27．(21-22高二下·四川达州·期末)两个氘核发生聚变的核反应方程为，其中氘核质量，氦核质量，则下列说法正确的是（光速）（　　） A．此反应属于α衰变 B．氘核比结合能比氦核比结合能大 C．两个氘核发生此反应释放约3.78×10-12J的能量 D．核反应过程质量守恒 28．(21-22高二下·四川成都蓉城名校联盟·期末)用中子轰击铀核的核反应方程为，释放的核能为E，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．该核反应属于原子核的人工转变 B．X原子核中的中子数为50 C．核的结合能为E，核反应后质量亏损了 D．核具有天然放射性，一定质量的核经过三个半衰期，衰变了 29．(20-21高二下·四川成都·期末)2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（如图所示）创造了新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步，下列核反应方程中，属于核聚变的是（　　） A． B． C． D． / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 原子核 核心归纳 一、原子核的衰变　半衰期 1．α衰变和β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X→Y＋He X→Y＋e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个He射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 2H＋2n→He n→H＋e 匀强磁场中轨迹形状 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 注意：原子核衰变是原子核内部质子与中子的变化，与原子核外的电子无关。1个质子也可以变成1个中子放出正电子。 2．衰变次数的计算方法 先根据质量数守恒确定α衰变次数，再根据电荷数守恒确定β衰变次数。 3．对半衰期的理解 (1)根据半衰期的概念，可总结出公式 N余＝，m余＝ 式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。 (2)适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变。 二、裂变、聚变、核反应类型及核反应方程 1．几种常见的核反应分类及比较 类型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U→Th＋He β衰变 自发 Th→Pa＋e 人工转变 人工控制 N＋He→O＋H (卢瑟福发现质子) He＋Be→C＋n (查德威克发现中子) Al＋He→P＋n 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 P→Si＋e 重核裂变 比较容易进行人工控制 U＋n→Ba＋Kr＋3n U＋n→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H→He＋n 2．核反应方程式的书写 (1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等。 (2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒。 (3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 放射性元素的衰变 1．(23-24高二下·四川攀枝花·期末)2024年4月20日，碳14靶件从秦山核电站重水堆机组中成功抽出，这是中国首次利用核电商用堆批量生产碳14同位素，中国也从此彻底破解了国内碳14同位素依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。已知碳14的半衰期为5700±40年，则96g碳14大约经过多少时间后还剩下3g（　　） A．17100±120年 B．22800±160年 C．28500±200年 D．34200±240年 【答案】C 【来源】四川省攀枝花市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】由半衰期的公式 代入数据得 故选C。 2．(23-24高二下·四川宜宾·期末)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是（　　） A．发生衰变的产物是 B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化 D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年 【答案】A 【来源】四川省宜宾市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】A．根据 即发生衰变的产物是，故A正确； B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，故B错误； C．半衰期与外界环境无关，故C错误； D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了1个半衰期，则该古木距今约为5730年，故D错误。 故选A。 3．(23-24高二下·四川泸州·期末)下列现象中，与原子核内部变化无关的是（　　） A．α粒子散射现象 B．天然放射现象 C．α衰变现象 D．β衰变现象 【答案】A 【来源】四川省泸州市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】A．α粒子散射实验表明原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A正确； BCD．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故BCD错误。 故选A。 4．(22-23高二下·四川成都·期末)近年来，广汉三星堆不断挖掘出重要文物，引起全球考古界的关注。考古学家们利用放射性元素的半衰期可以确定文物的年代，其衰变方程为，则（　　）    A．X核中的核子数是7个 B．升高温度可以加快的衰变 C．100个核经过2个半衰期后，还剩下25个 D．衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子 【答案】D 【来源】四川省成都市2022-2023学年高二下学期期末零诊测试物理试题 【详解】A．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可得，X核为，其核子数为14，故A错误； B．放射性元素的半衰期与物理环境和化学环境无关，所以升高温度不能加快的衰变，故B错误； C．半衰期具有统计意义，对个别放射性元素的原子没有意义，故C错误； D．β衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子，故D正确。 故选D。 5．(22-23高二下·四川凉山州·期末)我们可以利用碳14测定化石地质年代，年代范围在7万年内。碳14半衰期是5730年，而且大部分是衰变，其衰变方程为：。下列说法正确的是（　　） A．X比多一个质子 B．粒子来自于原子核外部 C．含的化合物比单质衰变得慢些 D．2个经过5730年必有1个发生衰变 【答案】A 【来源】四川省凉山州2022-2023学年高二下学期期末物理试题 【详解】A．根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒，可知X的电荷数为7，则X比多一个质子，故A正确； B．粒子来自于原子核内部中子转化为质子，故B错误； C．含的化合物与单质衰变一样快，故C错误； D．半衰期是适用于大量原子核衰变的一种统计规律，不适用于少数原子核衰变，则2个经过5730年不一定有1个发生衰变，故D错误。 故选A。 6．(22-23高二下·四川德阳高中·期末)2021年1月3日消息，诺贝尔奖的官方推特发布动态，居里夫人曾经使用过的笔记本，截止到目前仍然具有放射性，而放射性将会持续1500年。关于衰变和半衰期，下列说法正确的是（　　）    A．放射性元素的半衰期不仅与核内部本身因素有关，还与温度有关 B．衰变成要经过8次衰变和6次衰变 C．用化学反应改变放射性元素存在状态，可以改变半衰期，从而实现对衰变的控制 D．放射性元素氡（）的半衰期为3.8天，10个氡核经过3.8天的衰变剩余5个氡核 【答案】B 【来源】四川省德阳市高中2022-2023学年高二下学期期末教学质量检测物理试题 【详解】A．放射性元素的半衰期仅由核内部本身因素决定，与其他条件无关，故A错误； B．衰变不改变质量数，则衰变成，衰变一次质量数减少4，次数为 衰变的次数为 即要经过8次衰变和6次衰变，故B正确； C．半衰期与外界因素无关，用化学反应改变放射性元素存在状态，其半衰期不会发生变化，故C错误； D．半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，少数原子核不适用，故D错误。 故选B。 7．(22-23高二下·四川成都蓉城联盟·期末)碳14测年，又称“碳-14年代测定法”或“放射性碳定年法”，是根据碳14的衰变程度来计算出样品的大概年代的一种测量方法，这一原理通常用来测定古生物化石的年代，的衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．衰变方程中的X是电子 B．升高环境温度可以缩短的半衰期 C．与X的质量之和等于的质量 D．的中子数比的中子数少一个 【答案】A 【来源】四川省成都市蓉城联盟2022-2023学年高二下学期期末物理试题 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可写出该衰变方程为 X是电子，故A正确； B．原子核的半衰期与外界的温度及压强等无关，故B错误； C．任何核反应方程均要释放能量，均存在质量亏损，所以与X的质量之和小于的质量，故C错误； D．的中子数为14－6=8个，的中子数为14－7=7个，所以的中子数比的中子数多一个，故D错误。 故选A。 8．(22-23高二下·四川成都蓉城名校联·期末)核电池又叫“放射性同位素电池”，已用于心脏起搏器和人工心脏，工业上常用钚（）的衰变制作核电池。钚（）在衰变过程中要释放光子，其衰变方程为，半衰期为88年。下列说法正确的是（　　） A．该衰变为衰变 B．若环境温度升高，则钚（）衰变得更快 C．经44年，16毫克的钚（）还能剩下4毫克 D．X原子核与原子核的总质量小于钚（）的质量 【答案】AD 【来源】四川省成都市蓉城名校联2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A．该衰变方程为，X为，该衰变为衰变，故A正确； B．放射性元素的半衰期与环境温度无关，故B错误； C．因为 故C错误； D．衰变过程存在质量亏损，故X原子核与原子核的总质量小于钚（）的质量，故D正确。 故选AD。 9．(21-22高二下·四川凉山州·期末)如图所示，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）一放射源P位于足够大的绝缘板AB上方，放射性物质为U，发生α衰变时，在纸面内向各个方向发射速率均为v的α粒子，α粒子在磁场中做半径为d的匀速圆周运动。生成物Th留在放射源中，P到AB的距离为d，不考虑粒子间的相互作用和α粒子的重力。则（　　） A．板上能被α粒子打到的区域长度是2d B．核反应方程为 C．α粒子到达板上的最短时间为 D．α粒子到达板上的最长时间为 【答案】BD 【来源】四川省凉山州2021-2022学年高二下学期期末物理试题 【详解】 A．如图所示，板上能被α粒子打到的区域长度为CD，由几何关系可求得 OD=d 故板上能被α粒子打到的区域长度是，故A错误； B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程为 故B正确； C．α粒子到达板上的时间最短时，其对应的弦长为d，故对应的圆心角为，最短时间为 故C错误； D．竖直向上射出的α粒子到达板上的时间最长，其轨迹对应的圆心角为，故最长时间为 故D正确。 故选BD。 10．(21-22高二下·四川南充·期末)某校学生在进行社会实践活动时，收集并列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线，见下表，下列结论正确的是（　　） 同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰期 钋210 α 138天 锶90 β 28年 钴60 γ 5年 碳13 β 5000年 锝90 γ 6小时 氡 α 3.8天 A．放射性疗法（放疗）是临床治疗肿瘤的一种方法，其利用的是β射线 B．若取100个钴60原子核，经10年后还剩下25个钴60原子核 C．将放射性元素钋210制成化合物后，放射性元素钋210的半衰期发生变化 D．临床上让患者口服用碳13作为示踪原子制成的尿素片，检测是否感染幽门螺旋杆菌 【答案】D 【来源】四川省南充市2021-2022学年高二下学期期末物理试题 【详解】A．放射性疗法（放疗）是临床治疗肿瘤的一种方法，其利用的是γ射线，故A错误； B．半衰期是针对大量放射性原子核衰变的统计规律，对少量原子核并不适用，故B错误； C．半衰期由核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，所以将放射性元素钋210制成化合物后，其半衰期不变，故C错误； D．临床上检测患者是否感染幽门螺旋杆菌时，可以让患者口服用碳13作为示踪原子制成的尿素片，由于幽门螺杆菌可产生尿素酶，将碳13标记的尿素分解为氨气和二氧化碳，并随血液流至肺部，而碳13可发射β射线，所以通过仪器可以检测呼气时呼出的碳13，故D正确。 故选D。 11．(21-22高二下·四川达州·期末)匀强磁场中一静止的钍核衰变成镤核，衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．衰变后镤核和X粒子的运动轨迹为两个内切圆 B．衰变后镤核的动量与X粒子的动量相同 C．X粒子的穿透力极强，但不具备电离本领 D．X粒子是核内部的X粒子受到外界激发而被挤出来的 【答案】A 【来源】四川省达州市2021-2022学年高二下学期期末监测物理试题 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知X为β粒子，而镤核和β粒子电性相反，根据动量守恒定律可知衰变后瞬间二者速度方向相反，根据左手定则可知二者运动轨迹为两个内切圆，故A正确； B．钍核衰变前静止，动量为零，衰变后镤核和β粒子都做匀速圆周运动，根据动量守恒定律可知二者动量大小始终相同，但方向不同，故B错误； C．β粒子的穿透力较强，电离作用较弱，γ射线的穿透力极强，但不具备电离本领，故C错误； D．β粒子是核内部的中子转化为质子时放出的，故D错误。 故选A。 12．(21-22高二下·四川成都蓉城高中教育联盟·期末)在核反应方程中，X代表的是（　　） A．粒子 B．粒子 C．质子 D．中子 【答案】C 【来源】四川省成都市蓉城高中教育联盟2021-2022学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】ABCD．根据质量数和电荷数守恒有 解得 所以X为质子，故C正确，ABD错误。 故选C。 13．(23-24高二下·四川德阳·期末)日本将100多万吨核污水从2023年8月24日开始逐步向海洋排放，计划排放30年。这种不负责任的行为造成环境、人类安全受到影响.核污水中含有大量的放射性物质，其中一种物质的核反应为，质量为的经过时间后剩余的质量为，其图像如图所示。下列说法正确的是（    ） A．X是 B．半衰期是30年 C．半衰期随着压强增大、温度升高而减小 D．的比结合能大于的比结合能 【答案】B 【来源】四川省德阳市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题 【详解】A．核反应遵循质量数守恒，电荷数守恒，可知X是，A错误； B．设的半衰期为，则 解得 B正确； C．半衰期只由原子核自身决定，与环境温度、压强无关，所以的半衰期不会随着压强增大、温度升高而减小，C错误； D．比稳定，所以的比结合能小于的比结合能，D错误。 故选B。 14．(22-23高二下·四川遂宁·期末)关于近代物理学的相关知识，下列说法正确的是（　　） A．衰变为要经过4次衰变和2次衰变 B．放射性元素发生衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子 C．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定 D．铋210的半衰期是5天，80个铋210原子核经过10天一定剩下20个铋210原子核 【答案】A 【来源】四川省遂宁市2022-2023学年高二下学期期末物理试题 【详解】A．该核反应方程为 根据质量数与电荷数守恒有 238=222+4m，92=86+2m-n 解得 m=4，n=2 故A正确； B．放射性元素发生衰变时所释放的电子来源于原子核内的一个中子转变成一个质子与一个电子，电子从核内释放，故B错误； C．比结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误； D．半衰期是一个统计规律，只针对大量原子核成立，对于少数、极个别原子核不成立，即80个铋210原子核经过10天剩下多少个铋210原子核，不确定，故D错误。 故选A。 核裂变核聚变 15．(22-23高二下·四川遂宁·期末)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（X）发生了衰变放出了一个粒子。放射出的粒子（He）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒子的运动轨道半径为R，质量为m和电荷量为q。下面说法正确的是（　　）    A．衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图甲 B．新核Y在磁场中圆周运动的半径 C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 【答案】BD 【来源】四川省遂宁市2022-2023学年高二下学期期末物理试题 【详解】A．由于原子核X静止，根据动量守恒定律可知，放射出的粒子（He）及生成的新核Y在衰变初始位置的速度相反，根据左手定则可知，两者圆周运动的轨迹外切且转动方向相同，根据 解得 由于衰变过程动量守恒，即大小相等，即电荷量越大，轨道半径越小，可知粒子的轨道半径大一些，可知衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图丁，故A错误； B．根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为 由于质量为m和电荷量为q，则新核Y的质量为和电荷量为，根据上述有 ， 由于动量守恒，即有 解得 故B正确； C．α粒子圆周运动的周期 则α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 故C错误； D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则有 根据质能方程有 结合上述解得，衰变过程中的质量亏损为 故D正确。 故选BD。 16．(22-23高二下·四川达州·期末)下列叙述中正确的是（　　） A．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，前者表明光子具有动量，后者表明光子具有能量 B．发生光电效应时，发出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比例关系 C．衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子 D．已知中子、质子和氘核的质量分别为，则氘核的结合能为（表示真空中的光速） 【答案】C 【来源】四川省达州市2022-2023学年高二下学期期末监测理综物理试题 【详解】A．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，但是前者表明光子具有能量，后者表明光子具有动量，A错误； B．根据光电效应方程可得 光电子的最大初动能与入射光的频率不是成正比例关系，B错误； C．衰变的实质是 C正确； D．中子和质子结合成氘核，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，结合能为 D错误。 故选C。 17．(21-22高二下·四川遂宁·期末)一个静止的铀核衰变为钍核，释放出一个粒子，已知铀核的质量为238.007u，钍核（其元素符号为Th）的质量为234.038u，粒子质量为3.897u，1u相当于931.5MeV，请完成以下问题： （1）写出核反应方程 （2）求此衰变过程释放的核能为多少MeV？（保留两位有效数字） 【答案】（1）；（2）67MeV 【来源】四川省遂宁市2021-2022学年高二下学期期末教学水平监测物理试题 【详解】解：（1）核反应方程为 （2）设m1=238.007u ，m2=234.0377600u ，m2=3.897305u 则质量亏损为 根据公式 解得释放的核能 18．(21-22高二下·四川遂宁·期末)近代物理研究表明粒子的半衰期约为T=0.79，其衰变方程为或，其中粒子带正电，带电量的值与元电荷相同，介子不带电，介子带正电。某粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动，在某时刻粒子发生衰变，产物a沿图示圆轨道运动，轨迹半径为2R，产物b做直线运动（轨迹未画出）。下列说法正确的是（　　） A．根据图示轨迹可知粒子的衰变方式 B．粒子衰变产物的总质量比粒子质量大 C．衰变后瞬间产物a的动量方向与产物b的动量方向相反 D．粒子、产物a和产物b的动量大小之比为2：1：2 【答案】C 【来源】四川省遂宁市2021-2022学年高二下学期期末教学水平监测物理试题 【详解】B．粒子发生衰变时有质量亏损，释放能量，选项B错误； C．由图示可知衰变后瞬间产物a的速度与衰变前瞬间粒子的速度同向，根据洛伦兹力提供向心力可得粒子的动量为 产物a的动量为 设产物b的动量大小为，根据动量守恒定律可得 可知衰变后瞬间产物b的动量与产物a的动量方向相反，选项C正确； D．结合C项分析可知，三者动量大小之比为，选项D错误； A．两种衰变方式中产物均有带正电和不带电的粒子，因不知粒子间的质量关系，无法根据轨迹半径的关系判断产物。是哪种粒子，选项A错误。 故选C。 19．(21-22高二下·四川南充·期末)已知1L海水中可提取0.03g的氘（），氘核和氦核（）的质量分别为2.0141u和4.0026u，1u=931.5MeV，氘的摩尔质量为，。求： （1）1L海水中的氘全部聚变为氦，能释放出多少MeV的能量？ （2）1kg无烟煤完全燃烧释放的能量为，则1L海水中的氘全部聚变所放出的能量相当于多少kg的无烟煤燃烧所释放的能量？ 【答案】（1）；（2） 【来源】四川省南充市2021-2022学年高二下学期期末物理试题 【详解】（1）2个氘聚变为氦释放的核能为 0．03g的氘中含有氘核的数目为 所以1L海水中氘全部聚变为氦，释放能量为 （2）释放的能量需要燃烧无烟煤的质量为 20．(23-24高二下·四川达州·期末)关于下列四幅图的说法错误的是（　　） A．图甲是链式反应示意图，原子弹就是利用重核裂变的链式反应制成的 B．图乙中氡的半衰期为3.8天，则经过7.6天后，氡的质量变为原来的四分之一 C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为α粒子运动轨迹 D．卢瑟福通过分析图丁中α粒子散射实验的结果，提出了原子核式结构模型 【答案】C 【来源】四川省达州市2023-2024学年高二下学期期末监测物理试题 【详解】A．图甲是链式反应示意图，原子弹就是利用重核裂变的链式反应制成的，故A正确，不满足题意要求； B．图乙中氡的半衰期为3.8天，则经过7.6天后，即两个半衰期后，氡的质量变为原来的四分之一，故B正确，不满足题意要求； C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，根据左手定则可知1带负电，所以1为粒子运动轨迹，故C错误，满足题意要求； D．卢瑟福通过分析图丁中α粒子散射实验的结果，提出了原子核式结构模型，故D正确，不满足题意要求。 故选C。 21．(22-23高二下·四川凉山州安宁河联盟·期末)下列释放核能的核反应方程，表述正确的有（　　） A．属于轻核聚变 B．属于β衰变 C．是α衰变 D．在核反应方程中，X表示的是质子 【答案】B 【来源】四川省凉山州安宁河联盟2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A．属于质子的人工转变，故A错误； B．属于β衰变，故B正确； C．是铀的裂变，故C错误； D．根据质子数守恒和质量数守恒可知，核反应方程 中，X表示的是中子，故D错误。 故选B。 22．(22-23高二下·四川宜宾·期末)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（　　） A．核聚变的核反应燃料主要是铀235 B．核聚变反应过程中没有质量亏损 C．氘氚核聚变的核反应方程为 D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少 【答案】C 【来源】四川省宜宾市2022-2023学年高二下学期阶段学业质量检测（期末）物理试题 【详解】A．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，故A错误； B．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故B错误； C．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为 故C正确； D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，故D错误； 故选C。 23．(22-23高二下·四川雅安·期末)党的二十大报告中提到，我国已经进入创新型国家行列，其中核电技术已经取得了重大成果。下列关于核能、核反应说法正确的是（　　） A．我国现有核电站是利用重核裂变反应输出能量 B．裂变反应释放大量能量，因此核反应前后质量数不守恒 C．重核与中等质量原子核相比，重核的结合能和比结合能都较大 D．核聚变反应在高温高压下才能发生，说明聚变反应过程吸收能量 【答案】A 【来源】四川省雅安市2022-2023学年高二下学期期末检测物理试题 【详解】A．我国现有核电站是利用重核裂变反应输出能量。故A正确； B．由爱因斯坦的质能方程可知，裂变反应释放大量能量，因此核反应前后出现了质量亏损，质量不守恒，但是质量数守恒。故B错误； C．重核与中等质量原子核相比，重核的结合能较大，比结合能较小。故C错误； D．核聚变反应在高温高压下才能发生，说明聚变反应过程需要先吸收能量，再释放能量。故D错误。 故选A。 24．(20-21高二下·四川广元·期末)科学家发现在月球上含有丰富的，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应方程式为。关于聚变下列表述正确的是（　　） A．聚变反应遵守能量守恒定律，不对外释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核 C．聚变反应没有质量亏损 D．目前大部分核电站都采用聚变反应来发电 【答案】B 【来源】四川省广元市2020-2021学年高二下学期期末教学质量监测物理试题 【详解】A．轻核聚变释放出巨大的结合能，原子核出现明显的质量亏损，根据爱因斯坦的质能关系式可知，这块巨大的能量是亏损的这块质量转化而来，所以核聚变反应前后质量不守恒，因为质量转化的这部分能量不再以质量的形式存在了，故A错误； B．核聚变是指由质量轻的原子（主要是指氢的同位素氘和氚）在超高温条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的较重的原子核（氦），并释放出巨大的能量，故B正确； C．轻核聚变释放出巨大的结合能，原子核出现明显的质量亏损，因为质量转化的这部分能量不再以质量的形式存在了，故C错误； D．由于核聚变的链式反应难以控制，目前的技术无法解决这一问题，核聚变核电站处于实验阶段，目前大部分核电站还是通过核裂变发电，故D错误。 故选B。 25．(21-22高二下·四川资阳·期末)关于核反应下列说法正确的是（　　） A．核反应方程属于轻核聚变 B．氢弹是利用重核裂变制成的核武器 C．铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次衰变和6次衰变 D．原子核发生一次衰变，该原子核外就失去一个电子 【答案】C 【来源】四川省资阳市2021-2022学年高二下学期期末质量检测物理试题 【详解】A．两个较轻的原子核聚合成一个较重的原子核，同时放出巨大的能量，这种反应叫轻核聚变反应，核反应方程生成的是氧原子和质子，不是轻核聚变，故A错误； B．氢弹是利用轻核的聚变制成的，原子弹是利用重核裂变原理制成的，故B错误； C．铀核衰变为铅核的过程中，设要经过n次衰变和m次衰变，衰变方程为 由质量数守恒、核电荷数守恒有 ， 解得 ， 故C正确； D．原子核发生一次衰变的实质是该原子核内一个中子变成一个质子和一个电子，故原子核外就放出一个电子，故D错误。 故选C。 26．(21-22高二下·四川成都·期末)太阳内部发生着多种热核反应，其中的一个反应方程是：，关于X，说法正确的是（　　） A．X为质子，由卢瑟福发现 B．X为中子，由查德威克发现 C．X为电子，由汤姆逊发现 D．X为正电子，由约里奥·居里夫妇发现 【答案】B 【来源】四川省成都市2021-2022学年高二下学期期末（新高三摸底）测试物理试题 【详解】根据核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒可知，的质量数为1，电荷数为0，则为为中子，中子是由查德威克发现的，B正确，ACD错误。 故选B。 27．(21-22高二下·四川达州·期末)两个氘核发生聚变的核反应方程为，其中氘核质量，氦核质量，则下列说法正确的是（光速）（　　） A．此反应属于α衰变 B．氘核比结合能比氦核比结合能大 C．两个氘核发生此反应释放约3.78×10-12J的能量 D．核反应过程质量守恒 【答案】C 【来源】四川省达州市2021-2022学年高二下学期期末监测物理试题 【详解】A．此反应属于氢核聚变，故A错误； B．核反应方程式中生成物比反应物稳定，则氘核比结合能比氦核比结合能小，B错误； C．根据可得两个氘核发生此反应释放的能量约为 代入数据得 故C正确； D．核反应过程中有质量亏损，质量不守恒，故D错误。 故选C。 28．(21-22高二下·四川成都蓉城名校联盟·期末)用中子轰击铀核的核反应方程为，释放的核能为E，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．该核反应属于原子核的人工转变 B．X原子核中的中子数为50 C．核的结合能为E，核反应后质量亏损了 D．核具有天然放射性，一定质量的核经过三个半衰期，衰变了 【答案】D 【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2021-2022学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A．该核反应是核裂变反应，不属于原子核的人工转变，故A错误； B．根据质量数守恒和电荷数守恒可得，X的质量数为89，电荷数为36，则X原子核中的中子数为53，故B错误； C．E是该反应释放的核能，不是核的结合能，也不等于核的结合能，故C错误； D．一定质量的核第一个半衰期衰变了，第二个半衰期衰变了，第三个半衰期衰变了，则一定质量的核经过三个半衰期，共衰变了，故D正确。 故选D。 29．(20-21高二下·四川成都·期末)2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（如图所示）创造了新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步，下列核反应方程中，属于核聚变的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】四川省成都市2020-2021学年高二下学期期末测试物理试题 【详解】A．核反应方程式 是两个轻核结合成质量较大的原子核，是核聚变，故A正确； B．核反应方程式 是原子核的衰变，故B错误； C．核反应方程式 是原子核的人工转变，故C错误； D．核反应方程式 为重核裂变，故D错误。 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$